题目：
Differentiation of embryonic stem cells to clinically relevant populations: lessons from embryonic development（综述）
作者：Murry, C E & Keller, G
期刊：Cell
目的：
讨论胚胎干细胞体外分化方案，专注于造血，心脏，神经和胰腺谱系的发展，因为获得这些细胞群可能为一些社会最具破坏性的疾病提供新的治疗方法。
结果
ESC转化为胚胎
- ESC的潜力，但很明显，多能性是一把双刃剑：允许ESC产生数百种不同细胞类型的相同可塑性也使它们难以控制。已经开发了三种基本方法来促进ESC的分化：（1）形成称为胚体（EBs）的三维聚集体，（2）在细胞外基质蛋白上作为单层培养ESC，以及（3）直接在支持性基质层上培养ESC。尽管关于哪种方法最好的存在争议，但每种方法都表明ESC可以在培养物中分化成广谱的细胞类型。
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胚胎发生过程中最重要的事件之一是在原肠胚形成过程中产生三个主要胚层：外胚层，中胚层和内胚层。随着原肠胚形成，细胞通过原始条纹（PS）的更多前部迁移并产生颅骨和心脏中胚层，随后产生轴旁和轴向中胚层。确定性内胚层由通过PS最前部区域的成睑细胞发展而来。与中胚层和确定性内胚层相反，外胚层来自不进入PS的外胚层的前部区域。
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- 虽然PS形成和胚层诱导的精确调节尚未完全理解，但表达分析和基因靶向研究表明，TGFβ家族的成员包括BMP4（Hogan，1996）和Nodal（Conlon等人，1994，Schier，2003）以及Wnt家族的成员（Yamaguchi，2001）） 对于这些发展步骤至关重要。因此，胚层的发育是一个动态过程，部分由Wnt，节点和BMP信号通路的协调激活和区域抑制控制。
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当在没有血清的情况下添加到ESC分化培养物中时，BMP4有效地诱导了Brachyury阳性PS群体的形成以及随后Flk-1中胚层的发展。在分化开始时将Wnt添加到含血清的培养物中加速了PS群体的形成并增强了心脏中胚层的发育（Ueno等人，2007）。通过添加激活素A（activin）来激活节点途径，诱导PS群体并随后形成内胚层或中胚层，这取决于信号的强度（Kubo等人，2004）。总的来说，这些观察结果表明，这些信号通路在ESC分化的早期阶段起着一定的作用。然而，在这些研究中，它们起作用的确切阶段以及它们之间的相互作用尚未确定。
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- 当用Wnt，activin，BMP4或血清诱导时，这些细胞将产生原始条纹（PS）样群体（由蓝色外缘的一排细胞表示）。如果这些途径没有被激活，外胚层群体将分化成外胚层谱系。外胚层分化被 BMP、Wnt 和激活素信号传导阻断。在PS诱导后，后PS细胞（黄色）被指定为Flk-1中胚层，而前条纹细胞（深橙色）被注定产生Foxa2确定性内胚层。这些命运在这个阶段还没有牢固地确定，因为激活素可以从后PS群体中诱导内胚层（由PS下方的棕色斑点箭头表示）。图中显示了将 Flk-1 中胚层指定到造血谱系的途径，以及将 Foxa2 确定性内胚层指定到肝细胞或胰腺谱系的途径。
小结：这些研究为PS的形成提供了重要的见解，PS是ESC分化的最早阶段。首先，他们证明调节早期胚胎PS发育的信号通路，即Wnt和activin/节点，也是体外分化步骤所必需的。其次，他们强调了在研究ESC分化的调节时监测多个信号通路的重要性，使人们能够区分直接和间接效应。第三，他们提出了一个警告，即因子添加的顺序可以显着改变分化途径。
中胚层诱导
- 因此，产生确定性内胚层的第一步可能是中胚层的形成。未来的研究应确定是否所有内胚层和前中胚层都来自这些祖细胞。PS中胚层诱导的早期阶段可以通过Flk-1和PDGFR的上调来监测，这些受体在该谱系的亚群上广泛表达。
- Nostro等人（2008）证明，来自Brachyury-GFP标记PS群体的造血中胚层的产生依赖于Wnt，activin/Nodedal和BMP信号传导的组合。 最近使用各种浓度的BMP4或BMP4和激活素的组合的研究表明，通过在适当的发育阶段操纵不同的信号通路，可以在小鼠ESC培养物中产生中胚层亚群。
- 对野生型人类ESC和来自MIXL1基因（GFP-MIXL1）表达GFP的人类ESC报告基因系的研究表明，用BMP4诱导导致BRACHYURY和MIXL1表达的快速增加以及随后形成KDR（Flk-1）和PDGFR中胚层。在血清诱导的培养物早期阻断Wnt信号传导降低了造血发展，表明该途径在PS形成或中胚层诱导的早期起作用。
回顾小鼠ESC培养物中的造血作用。
- 对这些早期阶段的详细分析导致了血管母细胞的鉴定，血管母细胞是一种显示造血和血管潜力的祖细胞，也是定义造血发作的祖细胞。
- 在早期小鼠胚胎的后PS区域中发现了一个可比较的祖细胞，并且可能代表卵黄囊血管成形细胞（Huber等人，2004）。成血管细胞出现后，原始红系祖细胞在ESC培养中发育，建立造血的原始红细胞生成阶段。在造血的早期阶段，不会产生淋巴样谱系的 HSC 和祖细胞。这些谱系发展模式表明，从ESC发展的第一个造血人群代表相当于卵黄囊造血。在ESC培养物和早期胚胎之间观察到的卵黄囊造血发育的惊人相似性表明。这种体外系统中的谱系承诺概括了在体内发现的谱系
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